2026版《金版教程》高考复习化学区域A版高考题型专练-无机化工流程

高考总复习首选用卷化学高考题型专练——无机化工流程1．(2024·山东卷)以铅精矿(含PbS，Ag2S等)为主要原料提取金属Pb和Ag的工艺流程如下：回答下列问题：(1)“热浸”时，难溶的PbS和Ag2S转化为[PbCl4]2－和[AgCl2]－及单质硫。溶解等物质的量的PbS和Ag2S时，消耗Fe3＋物质的量之比为________；溶液中盐酸浓度不宜过大，除防止“热浸”时HCl挥发外，另一目的是防止产生________(填化学式)。(2)将“过滤Ⅱ”得到的PbCl2沉淀反复用饱和食盐水热溶，电解所得溶液可制备金属Pb。“电解Ⅰ”阳极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用，利用该吸收液的操作单元为________。(3)“还原”中加入铅精矿的目的是____________________。(4)“置换”中可选用的试剂X为________(填标号)。A．Al B．ZnC．Pb D．Ag“置换”反应的离子方程式为______________________________________。(5)“电解Ⅱ”中将富银铅泥制成电极板，用作________(填“阴极”或“阳极”)。答案(1)1∶1H2S(2)热浸(3)将过量的Fe3＋还原为Fe2＋(4)CPb＋2[AgCl2]－=2Ag＋[PbCl4]2－(5)阳极解析本题以铅精矿(含PbS，Ag2S等)为主要原料提取金属Pb和Ag，“热浸”时，难溶的PbS和Ag2S转化为[PbCl4]2－和[AgCl2]－及单质硫，Fe3＋被还原为Fe2＋，过滤Ⅰ除掉单质硫滤渣，滤液中[PbCl4]2－在稀释降温的过程中转化为PbCl2沉淀，然后用饱和食盐水热溶，增大氯离子浓度，使PbCl2又转化为[PbCl4]2－，电解得到Pb；过滤Ⅱ后的滤液成分主要为[AgCl2]－、FeCl2、FeCl3，故加入铅精矿主要将FeCl3还原为FeCl2，试剂X将[AgCl2]－置换为Ag，得到富银铅泥，试剂X为铅。(1)“热浸”时，Fe3＋将PbS和Ag2S中－2价的硫氧化为单质硫，Fe3＋被还原为Fe2＋，在这个过程中Pb和Ag的化合价保持不变，所以等物质的量的PbS和Ag2S消耗Fe3＋的物质的量相等，比值为1∶1；溶液中盐酸浓度过大，会生成H2S气体。(2)“过滤Ⅱ”得到的PbCl2沉淀反复用饱和食盐水热溶，会溶解为[PbCl4]2－，电解[PbCl4]2－溶液制备金属Pb，Pb在阴极产生，阳极Cl－放电产生Cl2，尾液主要成分为FeCl2，FeCl2吸收Cl2后转化为FeCl3，可以在热浸中循环使用。(4)“置换”中加入试剂X可以得到富银铅泥，为了防止引入其他杂质，则试剂X应为Pb，发生的反应为Pb＋2[AgCl2]－=2Ag＋[PbCl4]2－。(5)“电解Ⅱ”中将富银铅泥制成电极板，电解Ⅱ得到金属银和金属铅，将银和铅分离出来，所以不可能作为阴极，应作为阳极，阳极放电，银变成阳极泥而沉降下来，铅失电子为Pb2＋，Pb2＋在阴极得电子得到Pb。2．(2024·安徽卷)精炼铜产生的铜阳极泥富含Cu、Ag、Au等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提取金和银的流程，如图所示。回答下列问题：(1)Cu位于元素周期表第____周期第____族。(2)“浸出液1”中含有的金属离子主要是________。(3)“浸取2”步骤中，单质金转化为HAuCl4的化学方程式为______________________________。(4)“浸取3”步骤中，“浸渣2”中的________(填化学式)转化为[Ag(S2O3)2]3－。(5)“电沉积”步骤中阴极的电极反应式为______________________________________。“电沉积”步骤完成后，阴极区溶液中可循环利用的物质为____________(填化学式)。(6)“还原”步骤中，被氧化的N2H4与产物Au的物质的量之比为________。(7)Na2S2O3可被I2氧化为Na2S4O6。从物质结构的角度分析S4Oeq\o\al(2－,6)的结构为(a)而不是(b)的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)四ⅠB(2)Cu2＋(3)2Au＋8HCl＋3H2O2=2HAuCl4＋6H2O(4)AgCl(5)[Ag(S2O3)2]3－＋e－=Ag↓＋2S2Oeq\o\al(2－,3)Na2S2O3(6)3∶4(7)(a)结构中电子云分布较均衡，结构较为稳定，(b)结构中正、负电中心不重合，极性较大，较不稳定，且存在过氧根，过氧根的氧化性大于I2，故Na2S2O3不能被I2氧化成(b)结构解析精炼铜产生的铜阳极泥富含Cu、Ag、Au等元素，铜阳极泥中加入硫酸、H2O2浸取，Cu被转化为Cu2＋进入浸出液1中，Ag、Au不反应，浸渣1中含有Ag和Au；浸渣1中加入盐酸、H2O2浸取，Au转化为HAuCl4进入浸出液2，Ag转化为AgCl，浸渣2中含有AgCl；浸出液2中加入N2H4将HAuCl4还原为Au，同时N2H4被氧化为N2；浸渣2中加入Na2S2O3，将AgCl转化为[Ag(S2O3)2]3－得到浸出液3，利用电沉积法将[Ag(S2O3)2]3－还原为Ag。(6)还原步骤中，HAuCl4被还原为Au，Au化合价由＋3价变为0价，一个HAuCl4反应转移3个电子，N2H4被氧化为N2，N的化合价由－2价变为0价，一个N2H4反应转移4个电子，根据得失电子守恒，被氧化的N2H4与产物Au的物质的量之比为3∶4。3．(2024·湖北卷)铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐[Be3Al2(SiO3)6]中提取铍的路径为：已知：Be2＋＋4HABeA2(HA)2＋2H＋回答下列问题：(1)基态Be2＋的轨道表示式为________。(2)为了从“热熔、冷却”步骤得到玻璃态，冷却过程的特点是________。(3)“萃取分液”的目的是分离Be2＋和Al3＋，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，观察到的现象是______________。(4)写出反萃取生成Na2[Be(OH)4]的化学方程式____________________________________。“滤液2”可以进入________步骤再利用。(5)电解熔融氯化铍制备金属铍时，加入氯化钠的主要作用是__________________。(6)Be(OH)2与醋酸反应得到某含4个Be的配合物，4个Be位于以1个O原子为中心的四面体的4个顶点，且每个Be的配位环境相同，Be与Be间通过CH3COO－相连，其化学式为________。答案(1)(2)快速冷却(3)无明显现象(4)BeA2(HA)2＋6NaOH=Na2[Be(OH)4]＋4NaA＋2H2O反萃取分液(5)增强熔融氯化铍的导电性(6)Be4O(CH3COO)6解析(3)“滤液1”中有Be2＋和Al3＋，加入含HA的煤油将Be2＋萃取到有机相中，则水相1中含有Al3＋，则向过量烧碱的溶液中逐滴加入少量水相1的溶液，无明显现象。(6)由题意可知，该配合物中有四个铍位于四面体的四个顶点上，四面体中心只有一个O，Be与Be之间总共有六个CH3COO－，则其化学式为Be4O(CH3COO)6。4．(2024·河北卷)V2O5是制造钒铁合金、金属钒的原料，也是重要的催化剂。以苛化泥为焙烧添加剂从石煤中提取V2O5的工艺，具有钒回收率高、副产物可回收和不产生气体污染物等优点。工艺流程如下。已知：ⅰ.石煤是一种含V2O3的矿物，杂质为大量Al2O3和少量CaO等；苛化泥的主要成分为CaCO3、NaOH、Na2CO3等。ⅱ.高温下，苛化泥的主要成分可与Al2O3反应生成偏铝酸盐；室温下，偏钒酸钙[Ca(VO3)2]和偏铝酸钙均难溶于水。回答下列问题：(1)钒原子的价层电子排布式为________；焙烧生成的偏钒酸盐中钒的化合价为________，产生的气体①为________(填化学式)。(2)水浸工序得到滤渣①和滤液，滤渣①中含钒成分为偏钒酸钙，滤液中杂质的主要成分为________(填化学式)。(3)在弱碱性环境下，偏钒酸钙经盐浸生成碳酸钙发生反应的离子方程式为______________________________________；CO2加压导入盐浸工序可提高浸出率的原因为______________________________；浸取后低浓度的滤液①进入________(填工序名称)，可实现钒元素的充分利用。(4)洗脱工序中洗脱液的主要成分为________(填化学式)。(5)下列不利于沉钒过程的两种操作为________(填标号)。a．延长沉钒时间Tb．将溶液调至碱性c．搅拌d．降低NH4Cl溶液的浓度答案(1)3d34s2＋5CO2(2)NaAlO2(3)HCOeq\o\al(－,3)＋OH－＋Ca(VO3)2eq\o(=,\s\up7(65～70℃))CaCO3＋H2O＋2VOeq\o\al(－,3)提高溶液中HCOeq\o\al(－,3)浓度，促使偏钒酸钙转化为碳酸钙，释放VOeq\o\al(－,3)离子交换(4)NaCl(5)bd5．(2024·新课标卷节选)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下：已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(c≤1.0×10－5mol·L－1)时的pH：Fe3＋Fe2＋Co3＋Co2＋Zn2＋开始沉淀的pH1.56.9－7.46.2沉淀完全的pH2.88.41.19.48.2回答下列问题：(1)“酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是____________________________________；“滤渣1”中金属元素主要为________。(2)“过滤1”后的溶液中加入MnO2的作用是______________________________________________________。取少量反应后的溶液，加入化学试剂____________检验________，若出现蓝色沉淀，需补加MnO2。(3)“除钴液”中主要的盐有__________________(写化学式)，残留的Co3＋浓度为__________mol·L－1。答案(1)增大固液接触面积，加快酸浸速率，提高浸取效率Pb(2)将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，以便在后续调pH时除去Fe元素K3[Fe(CN)6]溶液Fe2＋(3)ZnSO4、K2SO41×10－16.7解析(3)最终得到的“除钴液”中含有的金属离子主要是最初“酸浸”时得到的Zn2＋和调pH时引入的Zn2＋、加入KMnO4“氧化沉钴”时引入的K＋，而阴离子是在“酸浸”时引入的SOeq\o\al(2－,4),因此其中主要的盐有ZnSO4和K2SO4。当溶液pH＝1.1时c(H＋)＝10－1.1mol·L－1，Co3＋恰好完全沉淀，此时溶液中c(Co3＋)＝1.0×10－5mol·L－1，则c(OH－)＝eq\f(Kw,c（H＋）)＝10－12.9mol·L－1，则Ksp[Co(OH)3]＝1.0×10－5×(10－12.9)3＝10－43.7。“除钴液”的pH＝5，即c(H＋)＝10－5mol·L－1，则c(OH－)＝eq\f(Kw,c（H＋）)＝10－9mol·L－1，此时溶液中c(Co3＋)＝eq\f(Ksp[Co（OH）3],c3（OH－）)＝eq\f(10－43.7,（10－9）3)mol·L－1＝1×10－16.7mol·L－1。6．(2024·海南卷)锰锌铁氧体(MnxZn1－xFe2O4)元件是电子线路中的基础组成部分。某实验室利用废弃电子产品中的锰锌铁氧体制备MnO2、ZnO和FeC2O4·2H2O，可用于电池、催化剂等行业，其工艺流程如下：回答问题：(1)氨浸的作用是将________元素(填元素符号)有效转移到水溶液中。(2)煮沸含有配合物的溶液B，产生混合气体，经冷凝后所得溶液可循环用于氨浸，该溶液是________。(3)沉锰反应的离子方程式为______________________________________________。某次实验时，将原料中的Mn以MnO2·nH2O形式定量沉淀完全，消耗了2.0molKMnO4，并产出81gZnO(纯度为99.9%)，则该原料MnxZn1－xFe2O4化学式中x＝________。(4)沉铁时，选择K2C2O4是为了便于从滤液中回收有价值的钾盐________(填化学式)。该钾盐在种植业中的一种用途是________________。(5)通过加入CaSO4固体，除去滤液中危害环境的C2Oeq\o\al(2－,4)，已知Ksp(CaSO4)＝7.1×10－5，Ksp(CaC2O4)＝2.3×10－9。反应CaSO4(s)＋C2Oeq\o\al(2－,4)(aq)CaC2O4(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)的平衡常数为________。答案(1)Zn(2)氨水(3)3Mn2＋＋2MnOeq\o\al(－,4)＋(5n＋2)H2O=5MnO2·nH2O＋4H＋0.75(4)K2SO4做钾肥(或其他合理用途)(5)3.1×104解析(3)根据沉锰前后物质可知，沉锰反应的离子方程式为3Mn2＋＋2MnOeq\o\al(－,4)＋(5n＋2)H2O=5MnO2·nH2O＋4H＋，由离子方程式可知，消耗了2.0molKMnO4，则锰锌铁氧体中n(Mn2＋)＝3.0mol，n(Zn2＋)＝n(ZnO)＝eq\f(81g,81g/mol)＝1mol，由锰锌铁氧体化学式可知，n(Mn)∶n(Zn)＝x∶(1－x)＝3∶1，解得x＝0.75。(5)平衡常数K＝eq\f(c（SOeq\o\al(2－,4)）,c（C2Oeq\o\al(2－,4)）)＝eq\f(Ksp（CaSO4）,Ksp（CaC2O4）)＝eq\f(7.1×10－5,2.3×10－9)≈3.1×104。7．(2022·全国甲卷)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备，菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下：本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表：离子Fe3＋Zn2＋Cu2＋Fe2＋Mg2＋Ksp4.0×10－386.7×10－172.2×10－208.0×10－161.8×10－11回答下列问题：(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有________、________________。(3)加入物质X调溶液pH＝5，最适宜使用的X是________(填标号)。A．NH3·H2OB．Ca(OH)2C．NaOH滤渣①的主要成分是______、______、______。(4)向80～90℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤，滤渣②中有MnO2，该步反应的离子方程式为________________________________________。(5)滤液②中加入锌粉的目的是__________________________。(6)滤渣④与浓H2SO4反应可以释放HF并循环利用，同时得到的副产物是________、________。答案(1)ZnCO3eq\o(=,\s\up7(焙烧))ZnO＋CO2↑(2)升高温度将焙烧后的产物碾碎，增大接触面积增大硫酸的浓度(合理即可，任选2个)(3)BFe(OH)3CaSO4SiO2(4)3Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋7H2O=3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋(5)置换Cu2＋为Cu从而除去(6)CaSO4MgSO4解析由题干信息，菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物，结合流程图分析，菱锌矿焙烧，主要发生反应：ZnCO3eq\o(=,\s\up7(焙烧))ZnO＋CO2↑，再加入H2SO4酸浸，得到含Zn2＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋等的溶液及SiO2、CaSO4(微溶)，再加入物质X调节pH＝5，结合表格数据知，过滤得到含Fe(OH)3、CaSO4、SiO2的滤渣①，滤液①中主要含有Zn2＋、Cu2＋、Mg2＋、Ca2＋、Fe2＋，再向滤液①中加入KMnO4溶液氧化Fe2＋，过滤得到含Fe(OH)3和MnO2的滤渣②，滤液②中加入锌粉，发生反应：Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，过滤后得到滤渣③为Cu，再向滤液③中加入HF脱钙镁，过滤得到滤渣④为CaF2、MgF2，滤液④为ZnSO4溶液，经一系列处理得到ZnSO4·7H2O。8．(2025·内蒙古呼和浩特市高三质检)1943年侯德榜通过一系列研究，成功发明了联合制碱法。工业上以侯氏制碱法为基础生产焦亚硫酸钠(Na2S2O5，能溶于水)的工艺流程如图：(1)写出反应1的化学方程式：________________________________________。(2)在反应1的制备流程中先通入NH3然后再通CO2的原因是____________________________。(3)制备碳酸钠的环节中，可循环利用的物质分别为______________。(4)反应3包含多步反应：第一步：……第二步：2NaHSO3=Na2S2O5＋H2O为了减少产品Na2S2O5中的杂质含量，理论上需控制第一步反应中气体反应物与固体反应物的物质的量之比为________。(5)已知Na2S2O5与稀硫酸反应生成SO2，其离子方程式为__________________________。(6)由溶液甲获得的晶体是________________________，具体操作为________，________，过滤、洗涤、干燥。答案(1)NaCl＋H2O＋NH3＋CO2=NaHCO3↓＋NH4Cl(2)增大CO2的溶解度，提高碳酸钠的产率(3)CO2和NaCl(4)2∶1(5)S2Oeq\o\al(2－,5)＋2H＋=H2O＋2SO2↑(6)CuSO4·5H2O(五水硫酸铜或胆矾)蒸发浓缩冷却(降温)结晶解析由题干工艺流程图可知，反应1为向饱和氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳发生反应生成NaHCO3，反应2为加热碳酸氢钠分解生成二氧化碳、水和Na2CO3，CuS在空气中灼烧生成氧化铜和二氧化硫，黑色固体(CuO)加入硫酸溶解得到溶液甲，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铜晶体，在反应3中二氧化硫、水与碳酸钠反应生成NaHSO3与二氧化碳，加热NaHSO3生成Na2S2O5。(4)由分析可知，第一步为二氧化硫、水与碳酸钠反应生成NaHSO3与二氧化碳，为了减少产品Na2S2O5中的杂质含量，则反应方程式为2SO2＋Na2CO3＋H2O=2NaHSO3＋CO2，则理论上需控制第一步反应中气体反应物与固体反应物的物质的量之比为2∶1。9．(2025·河北正定中学高三月考)某废铁铬催化剂(含Fe3O4、Cr2O3、MgO、Al2O3及少量不溶性杂质)回收铁的工艺流程如图所示：已知：ⅰ.0.1mol/L金属离子形成氢氧化物沉淀与氢氧化物沉淀溶解的pH范围如下：金属离子Fe3＋Al3＋